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Theorem cnre2csqlem

Description: Lemma for cnre2csqima . (Contributed by Thierry Arnoux, 27-Sep-2017)

Ref Expression
Hypotheses cnre2csqlem.1 ⊢ G ↾ ℝ 2 = H ∘ F
cnre2csqlem.2 ⊢ F Fn ℝ 2
cnre2csqlem.3 ⊢ G Fn V
cnre2csqlem.4 ⊢ x ∈ ℝ 2 → G ⁡ x ∈ ℝ
cnre2csqlem.5 ⊢ x ∈ ran ⁡ F ∧ y ∈ ran ⁡ F → H ⁡ x − y = H ⁡ x − H ⁡ y
Assertion cnre2csqlem ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → Y ∈ G ↾ ℝ 2 -1 G ⁡ X − D G ⁡ X + D → H ⁡ F ⁡ Y − F ⁡ X < D

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cnre2csqlem.1 ⊢ G ↾ ℝ 2 = H ∘ F
2 cnre2csqlem.2 ⊢ F Fn ℝ 2
3 cnre2csqlem.3 ⊢ G Fn V
4 cnre2csqlem.4 ⊢ x ∈ ℝ 2 → G ⁡ x ∈ ℝ
5 cnre2csqlem.5 ⊢ x ∈ ran ⁡ F ∧ y ∈ ran ⁡ F → H ⁡ x − y = H ⁡ x − H ⁡ y
6 ssv ⊢ ℝ 2 ⊆ V
7 fnssres ⊢ G Fn V ∧ ℝ 2 ⊆ V → G ↾ ℝ 2 Fn ℝ 2
8 3 6 7 mp2an ⊢ G ↾ ℝ 2 Fn ℝ 2
9 elpreima ⊢ G ↾ ℝ 2 Fn ℝ 2 → Y ∈ G ↾ ℝ 2 -1 G ⁡ X − D G ⁡ X + D ↔ Y ∈ ℝ 2 ∧ G ↾ ℝ 2 ⁡ Y ∈ G ⁡ X − D G ⁡ X + D
10 8 9 mp1i ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → Y ∈ G ↾ ℝ 2 -1 G ⁡ X − D G ⁡ X + D ↔ Y ∈ ℝ 2 ∧ G ↾ ℝ 2 ⁡ Y ∈ G ⁡ X − D G ⁡ X + D
11 10 simplbda ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + ∧ Y ∈ G ↾ ℝ 2 -1 G ⁡ X − D G ⁡ X + D → G ↾ ℝ 2 ⁡ Y ∈ G ⁡ X − D G ⁡ X + D
12 11 ex ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → Y ∈ G ↾ ℝ 2 -1 G ⁡ X − D G ⁡ X + D → G ↾ ℝ 2 ⁡ Y ∈ G ⁡ X − D G ⁡ X + D
13 simp2 ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → Y ∈ ℝ 2
14 fvres ⊢ Y ∈ ℝ 2 → G ↾ ℝ 2 ⁡ Y = G ⁡ Y
15 13 14 syl ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → G ↾ ℝ 2 ⁡ Y = G ⁡ Y
16 15 eleq1d ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → G ↾ ℝ 2 ⁡ Y ∈ G ⁡ X − D G ⁡ X + D ↔ G ⁡ Y ∈ G ⁡ X − D G ⁡ X + D
17 simp1 ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → X ∈ ℝ 2
18 fveq2 ⊢ x = X → G ⁡ x = G ⁡ X
19 18 eleq1d ⊢ x = X → G ⁡ x ∈ ℝ ↔ G ⁡ X ∈ ℝ
20 19 4 vtoclga ⊢ X ∈ ℝ 2 → G ⁡ X ∈ ℝ
21 17 20 syl ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → G ⁡ X ∈ ℝ
22 simp3 ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → D ∈ ℝ +
23 22 rpred ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → D ∈ ℝ
24 21 23 resubcld ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → G ⁡ X − D ∈ ℝ
25 24 rexrd ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → G ⁡ X − D ∈ ℝ *
26 21 23 readdcld ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → G ⁡ X + D ∈ ℝ
27 26 rexrd ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → G ⁡ X + D ∈ ℝ *
28 elioo2 ⊢ G ⁡ X − D ∈ ℝ * ∧ G ⁡ X + D ∈ ℝ * → G ⁡ Y ∈ G ⁡ X − D G ⁡ X + D ↔ G ⁡ Y ∈ ℝ ∧ G ⁡ X − D < G ⁡ Y ∧ G ⁡ Y < G ⁡ X + D
29 25 27 28 syl2anc ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → G ⁡ Y ∈ G ⁡ X − D G ⁡ X + D ↔ G ⁡ Y ∈ ℝ ∧ G ⁡ X − D < G ⁡ Y ∧ G ⁡ Y < G ⁡ X + D
30 29 biimpa ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + ∧ G ⁡ Y ∈ G ⁡ X − D G ⁡ X + D → G ⁡ Y ∈ ℝ ∧ G ⁡ X − D < G ⁡ Y ∧ G ⁡ Y < G ⁡ X + D
31 30 simp2d ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + ∧ G ⁡ Y ∈ G ⁡ X − D G ⁡ X + D → G ⁡ X − D < G ⁡ Y
32 30 simp3d ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + ∧ G ⁡ Y ∈ G ⁡ X − D G ⁡ X + D → G ⁡ Y < G ⁡ X + D
33 31 32 jca ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + ∧ G ⁡ Y ∈ G ⁡ X − D G ⁡ X + D → G ⁡ X − D < G ⁡ Y ∧ G ⁡ Y < G ⁡ X + D
34 33 ex ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → G ⁡ Y ∈ G ⁡ X − D G ⁡ X + D → G ⁡ X − D < G ⁡ Y ∧ G ⁡ Y < G ⁡ X + D
35 16 34 sylbid ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → G ↾ ℝ 2 ⁡ Y ∈ G ⁡ X − D G ⁡ X + D → G ⁡ X − D < G ⁡ Y ∧ G ⁡ Y < G ⁡ X + D
36 fveq2 ⊢ x = Y → G ⁡ x = G ⁡ Y
37 36 eleq1d ⊢ x = Y → G ⁡ x ∈ ℝ ↔ G ⁡ Y ∈ ℝ
38 37 4 vtoclga ⊢ Y ∈ ℝ 2 → G ⁡ Y ∈ ℝ
39 13 38 syl ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → G ⁡ Y ∈ ℝ
40 absdiflt ⊢ G ⁡ Y ∈ ℝ ∧ G ⁡ X ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ → G ⁡ Y − G ⁡ X < D ↔ G ⁡ X − D < G ⁡ Y ∧ G ⁡ Y < G ⁡ X + D
41 40 biimprd ⊢ G ⁡ Y ∈ ℝ ∧ G ⁡ X ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ → G ⁡ X − D < G ⁡ Y ∧ G ⁡ Y < G ⁡ X + D → G ⁡ Y − G ⁡ X < D
42 39 21 23 41 syl3anc ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → G ⁡ X − D < G ⁡ Y ∧ G ⁡ Y < G ⁡ X + D → G ⁡ Y − G ⁡ X < D
43 12 35 42 3syld ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → Y ∈ G ↾ ℝ 2 -1 G ⁡ X − D G ⁡ X + D → G ⁡ Y − G ⁡ X < D
44 fnfvelrn ⊢ F Fn ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 → F ⁡ Y ∈ ran ⁡ F
45 2 13 44 sylancr ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → F ⁡ Y ∈ ran ⁡ F
46 fnfvelrn ⊢ F Fn ℝ 2 ∧ X ∈ ℝ 2 → F ⁡ X ∈ ran ⁡ F
47 2 17 46 sylancr ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → F ⁡ X ∈ ran ⁡ F
48 fvoveq1 ⊢ x = F ⁡ Y → H ⁡ x − y = H ⁡ F ⁡ Y − y
49 fveq2 ⊢ x = F ⁡ Y → H ⁡ x = H ⁡ F ⁡ Y
50 49 oveq1d ⊢ x = F ⁡ Y → H ⁡ x − H ⁡ y = H ⁡ F ⁡ Y − H ⁡ y
51 48 50 eqeq12d ⊢ x = F ⁡ Y → H ⁡ x − y = H ⁡ x − H ⁡ y ↔ H ⁡ F ⁡ Y − y = H ⁡ F ⁡ Y − H ⁡ y
52 oveq2 ⊢ y = F ⁡ X → F ⁡ Y − y = F ⁡ Y − F ⁡ X
53 52 fveq2d ⊢ y = F ⁡ X → H ⁡ F ⁡ Y − y = H ⁡ F ⁡ Y − F ⁡ X
54 fveq2 ⊢ y = F ⁡ X → H ⁡ y = H ⁡ F ⁡ X
55 54 oveq2d ⊢ y = F ⁡ X → H ⁡ F ⁡ Y − H ⁡ y = H ⁡ F ⁡ Y − H ⁡ F ⁡ X
56 53 55 eqeq12d ⊢ y = F ⁡ X → H ⁡ F ⁡ Y − y = H ⁡ F ⁡ Y − H ⁡ y ↔ H ⁡ F ⁡ Y − F ⁡ X = H ⁡ F ⁡ Y − H ⁡ F ⁡ X
57 51 56 5 vtocl2ga ⊢ F ⁡ Y ∈ ran ⁡ F ∧ F ⁡ X ∈ ran ⁡ F → H ⁡ F ⁡ Y − F ⁡ X = H ⁡ F ⁡ Y − H ⁡ F ⁡ X
58 45 47 57 syl2anc ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → H ⁡ F ⁡ Y − F ⁡ X = H ⁡ F ⁡ Y − H ⁡ F ⁡ X
59 1 fveq1i ⊢ G ↾ ℝ 2 ⁡ Y = H ∘ F ⁡ Y
60 fvco2 ⊢ F Fn ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 → H ∘ F ⁡ Y = H ⁡ F ⁡ Y
61 2 13 60 sylancr ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → H ∘ F ⁡ Y = H ⁡ F ⁡ Y
62 59 15 61 3eqtr3a ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → G ⁡ Y = H ⁡ F ⁡ Y
63 1 fveq1i ⊢ G ↾ ℝ 2 ⁡ X = H ∘ F ⁡ X
64 fvres ⊢ X ∈ ℝ 2 → G ↾ ℝ 2 ⁡ X = G ⁡ X
65 17 64 syl ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → G ↾ ℝ 2 ⁡ X = G ⁡ X
66 fvco2 ⊢ F Fn ℝ 2 ∧ X ∈ ℝ 2 → H ∘ F ⁡ X = H ⁡ F ⁡ X
67 2 17 66 sylancr ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → H ∘ F ⁡ X = H ⁡ F ⁡ X
68 63 65 67 3eqtr3a ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → G ⁡ X = H ⁡ F ⁡ X
69 62 68 oveq12d ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → G ⁡ Y − G ⁡ X = H ⁡ F ⁡ Y − H ⁡ F ⁡ X
70 58 69 eqtr4d ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → H ⁡ F ⁡ Y − F ⁡ X = G ⁡ Y − G ⁡ X
71 70 fveq2d ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → H ⁡ F ⁡ Y − F ⁡ X = G ⁡ Y − G ⁡ X
72 71 breq1d ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → H ⁡ F ⁡ Y − F ⁡ X < D ↔ G ⁡ Y − G ⁡ X < D
73 43 72 sylibrd ⊢ X ∈ ℝ 2 ∧ Y ∈ ℝ 2 ∧ D ∈ ℝ + → Y ∈ G ↾ ℝ 2 -1 G ⁡ X − D G ⁡ X + D → H ⁡ F ⁡ Y − F ⁡ X < D